Coat grafeen met een laagje kunststof en je krijgt een transparante geleidende folie die goed genoeg is om indiumtinoxide te vervangen in zonnepanelen en beeldschermen. Dat claimen Koreaanse en Singaporese onderzoekers in ACS Nano.

De uitvinding is vooral goed nieuws vanwege de groeiende schaarste aan indium. Een ander voordeel zou kunnen zijn dat het het nieuwe materiaal veel flexibeler is dan indiumtinoxide, zodat je er ook oprolbare displays van zou moeten kunnen maken.

Eerder hoopte men het met puur grafeen te kunnen redden. Dat materiaal laat 97 procent van alle icht door, terwijl indiumtinoxide niet verder dan 90 procent komt.

In de praktijk is grafeen echter niet geleidend genoeg: de weerstand ligt boven de 500 ohm (maal meter lengte, gedeeld door meter breedte) terwijl een typische indiumtinoxidelaag beneden de 100 ohm zit. Door te dopen met salpeterzuur kun je de weerstand van grafeen wel omlaag krijgen, maar dat effect is zeer tijdelijk omdat het zuur er snel weer uit lekt.

De Aziaten hebben nu beacht om het grafeen te bedekken met een laagje polyvinylideenfluoride (PVDF, eigenlijk poly-1,1-difluoretheen). Deze doorzichtige kunststof is ‘ferroelektrisch’: hij zit in feite vol met dipooltjes. Die dipooltjes dienen als elektronendonoren en -acceptoren voor het onderliggende grafeen, dat daardoor veel beter gaat geleiden.

De auteurs spreken van een ‘elektrostatische doping’ die, anders dan dat salpeterzuur, in principe eeuwig meegaat. Ze hebben al een geleiding van 120 ohm gehaald, niet zo gek veel slechter dan die van indiumtinoxide. Daarbij wordt nog 96 procent van het licht doorgelaten.

Bijkomend voordeel van de ‘graphene-ferroelectric transparent conductors’ (GFeTCs’s) is dat PVDF bijzonder krasvast is, zodat je ook nog een extra coating van je beeldscherm bespaart.

bron: C&EN

Onderwerpen